HASIL DAN PEMBAHASAN

Transkripsi

1 IV. HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Deskripsi Perusahaan Profil Perusahaan PT Krakatau Tirta Industri yang didirikan pada tanggal 28 Februari 1996, merupakan anak perusahaan yang sahamnya 99,99% dimiliki oleh PT Krakatau Steel (Persero) dan 0,01% dimiliki oleh PT Krakatau Industrial Estate Cilegon (PT KIEC). Perusahaan ini sebelumnya merupakan unit penunjang kegiatan operasional PT Krakatau Steel (Persero) dalam bidang penyediaan air bersih yang mulai beroperasi sejak Sebagian besar air bersih yang dihasilkan digunakan untuk kebutuhan industri dan sebagian lain untuk kebutuhan masyarakat kota Cilegon. Air baku yang diolah diambil dari sungai Cidanau yang bersumber dari danau alam Rawa Dano. Air kemudian dialirkan menggunakan pipa diameter 1,4 m sepanjang ± 28km untuk diolah menjadi air bersih di unit pengolahan air, yang terdiri dari beberapa tahapan proses yaitu koagulasi, flokulasi, sedimentasi, filtrasi, yang diikuti dengan netralisasi dan desinfeksi. Kapasistas yang terpasang di unit pengolahan air saat ini adalah sebesar liter /det, dan digunakan 60% untuk utilisasinya Instalasi Pengolahan Air Minum PT. Krakatau Tirta Industri Proses pengolahan air yang dilakukan oleh PT. KTI terlihat pada Gambar 10 yang menampilkan proses dari sumber air baku hingga air dapat didistribusikan ke konsumen. Proses pengolahan air terdiri dari beberapa tahap yakni koagulasi, flokulasi, sedimentasi, filtrasi, netralisasi dan desinfeksi. Raw Water Intake Cidanau Sand Trap Shock Chlorine Pump Station I Surge Tank 27.2 km Shock Chlorine Distribution Structure Pump Station II Krenceng Reservoir By Pass & Sump Pump Vaccum Tank Alum Sulphate Distribution Chamber Accelator Clarifier Lime Hydrate Chlorine Green Leaf Filter Sludge Blow of Sump Reservoir Pump Station IV Water Tower Wash Water Outlet Sump Sludge Field Pump Station III Consumer Bak Penampung Backwash Gambar 9. Diagram alir proses pengolahan air PT. Krakatau Tirta Industri (Sumber PT. KTI) Air baku dari sungai Cidanau di Pump Station I (PS I) sepanjang 27,2 km dipompa ke Instalasi Pengolahan Air Minum (IPAL) Krenceng, dialirkan ke Distribution Structure (bak 26

2 pembagi) yang berfungsi untuk mengalirkan air yang datang dari Cidanau maupun Waduk (Pump Station II) ke instalasi pengolahan air dan jika debitnya melebihi kebutuhan pengolahan maka sebagian akan dialirkan ke waduk. Dari bak pembagi air baku masuk ke Distribution Chamber, pada bak ini ditambahkan larutan koagulan alumunium sulfat. Setelah diberi koagulan air masuk ke Accelator (3 unit) dan terjadi proses koagulasi,flokulasi serta sedimentasi dan menghasilkan lumpur slurry yang ditampung di sludge field sebanyak 3 unit dengan kapasitas tampung m 3 /unit, dengan cara diuapkan secara alami maka akan didapatkan lumpur padat. Kemudian lumpur padat secara berkala diambil dan dikumpulkan ditempat penampungan akhir/ limbah padat yang berada di sekitar Waduk Krenceng. Air dari Accelator mengalir secara gravitasi masuk ke Green Leaf Filter (5 unit filter, tiap unit filter memiliki 4 sel filter sehingga total filter sebanyak 20 sel filter) terjadi proses aerasi, disini air proses mengalami kontak langsung dengan udara luar guna mengurangi bau, warna dan kation yang terlarut (Fe, Al, Mn) dalam air proses. Pada proses filtrasi di Green Leaf Filter digunakan media filter pasir yang berfungsi untuk menyaring sisa partikel yang tidak mengendap pada proses sedimentasi, setelah pasir jenuh oleh partikel, maka filter harus dicuci dengan sistem cuci balik (backwash). Air backwash sebanyak 600 m 3 /sel mengalir melewati kanal ditampung dalam bak penampungan air backwash yang berfungsi untuk menampung air backwash yang akan diproses kembali masuk dalam Distribution Chamber. Air setelah mengalami proses filtrasi secara fisik sudah jernih namun perlu ditambahkan larutan kapur untuk proses netralisasi dan penambahan gas klorin untuk membunuh kuman dan bakteri yang berbahaya bagi kesehatan sepert bakteri E. Coli. Air bersih ditampung dalam bak penampungan air bersih (reservoir) dan sebelum air bersih didistribusikan ke konsumen, air dianalisa secara rutin di laboratorium PT. Krakatau Tirta Industri sesuai dengan Peraturan Menteri Kesehatan No.416/MENKES/PER/IX/1990 mengenai syarat syarat dan pengawasan kualitas air. 4.2 Dosis Aluminium Sulfat dengan Kualitas Air Mekanisme Koagulasi di dalam Air Koloid adalah sekelompok atom atau molekul berukuran sangat kecil yang tidak dapat diendapkan secara gravitasi namun tetap terlarut dalam air. Karena terlarut, koloid bersifat stabil. Stabilitas ini disebabkan oleh terjadinya tolak - menolak diantara partikel koloid (Sincero, 2003). Secara umum koagulasi merupakan proses kimia dimana ion- ion yang muatannya berlawanan dengan muatan koloid dimasukkan ke dalam air, sehingga meniadakan kestabilan koloid. Dalam suatu suspensi koloid mengendap (bersifat stabil) dan terpelihara dalam keadaan terdispensi karena memiliki gaya elektrostatis yang diperoleh dari ionisasi bagian permukaan serta adsorpsi ion ion dari larutan sekitar. Bila koagulan ditambahkan kedalam air, reaksi yang terjadi antara lain: a. Pengurangan zeta potensial (potensial elektrostatis) sehingga suatu titik dimana gaya van der walls dan agitasi yang diberikan menyebabkan partikel yang tidak stabil bergabung serta membentuk flok b. Agresi partikel melalui rangkaian inter partikulat diantara berbagai kelompok reaktif pada koloid c. Penangkapan partikel kolid negatif oleh flok flok hidroksida yang mengendap Pada penggunaan alumunium sulfat sebagai koagulan, air baku harus memilki alkanitas yang memadai agar dapat bereaksi dengan alumunium sulfat menghasilkan flok hidriksida. Reaksi kimia sederhana pada pembentukan flok adalah sebagai berikut: 27

3 Al 2 (SO 4 ) H 2 o + 3 Ca (HCO 3 ) 2 2 Al (OH) CaSO H 2 O + 6 CO 2 Pemilihan koagulan sangat penting agar tercapainya proses koagulasi yang baik. Jenis koagulan yang biasanya digunakan adalah koagulan garam logam dan koagulan polimer kationik. Contoh dari koagulan logam diantaranya adalah a. Aluminium sulfat (Al 2 (SO 4 ) H 2 O), nilai 14 bervariasi dari b. Feri klorida (FeCl 3 ) c. Fero klorida (FeCl 2 ) d. Feri sulfat ( Fe 2 (SO 4 ) 3 ) Koagulan garam logam yang biasa digunakan adalah tawas atau aluminium sulfat dan koagulan polimer atau sintesis contohnya adalah a. Poli Aluminium Klorida (PAC) b. Sitosan c. Currie flock Koagulan yang digunakan oleh PT. KTI adalah aluminium sulfat bubuk dengan konsentrasi 8% dan aluminium sulfat cair dengan konsentrasi 17% yang merupakan koagulan baru yang digunakan sejak Juli Pembubuhan dosis koagulan pada proses koagulasi mengacu pada hasil dari jar test yang dilakukan di laboratorium kualitas air PT. KTI setiap harinya dengan batas toleransi peningkatan dosis di bak koagulasi sebesar 5 10 ppm. Prosedur jar test yang dilakukan oleh PT. KTI sama seperti prosedur jar test yang biasa dilakukan. Terdapat enam buah batang pengaduk yang masing masing mengaduk satu buah gelas dengan kapasitas satu liter. Satu buah gelas berfungsi sebagai kontrol dan kondisi operasi dapat bervariasi diantara lima gelas yang tersisa. Pengadukan dilakukan dengan kecepatan 65 rpm. Pengujian dilakukan setiap harinya, sejak tahun 2007 jar test dalam satu hari dilakukan sebanyak 3 shift yang awalnya hanya dilakuakn 1 shift per hari. Pencatatan hasil jar test berupa beberapa parameter seperti ph, turbiditas, konduktivitas dan warna serta dosis koagulan yang diberikan Penentuan Dosis Aluminium Sulfat Bubuk Penentuan dosis optimum koagulan untuk aluminium sulfat bubuk dapat dilakukan dengan membandingkan nilai parameter air (ph, warna dan turbiditas) sebelum dan sesudah dilakukan jar test. Dengan menggunakan data tahun 2008, 2009 dan 2010 diperoleh beberapa grafik yang menampilkan penurunan nilai parameter air untuk masing masing dosis yang diberikan. Dilakukan pengelompokan berdasarkan dosis yang diberikan agar dapat terlihat grafik air sebelum dan sesudah dilakukan jar test. Dosis optimum terlihat dari grafik setelah dilakukan jar test yang menghasilkan nilai turbiditas terendah dengan ph mendekati 7. Dosis dapat dikatakan optimum apabila dilakukan perbandingan terhadap parameter warna adalah apabila dosis aluminium sulfat bubuk yang diberikan dapat menurunkan nilai warna air hingga mencapai nilai 20 PtCo (standar nilai warna air bersih PT. KTI). a. Tahun 2008 Pemberian dosis koagulan aluminium sulfat bubuk yang terjadi selama tahun 2008 berkisar antara ppm. Hasil parameter air terbaik yang diperoleh pada tahun 2008 adalah pada saat pemberian dosis koagulan aluminium sulfat bubuk sebesar 55 ppm. Penurunan nilai turbiditas sangat signifikan hingga mencapai nilai minimum sebesar 4 NTU. Nilai tertinggi turbiditas air sebelum diberikan koagulan mencapai 225 NTU. Sedangkan untuk ph setelah dilakukan jar test terjadi penurunan namun penurunan nilai tersebut masih mendekati angka 7 dan scenderung berada diatas nilai 6, ph air bersih 28

4 terbaik yang diperoleh adalah 6,96 dengan nilai ph tertinggi sebelum jar test sebesar 8,31. Grafik penurunan terlihat pada Gambar 10 dan Gambar 11. Gambar 10. Turbiditas vs ph sebelum jar test tahun 2008 dosis 55 ppm Gambar 11. Turbiditas vs ph sesudah jar test tahun 2008 dosis 55 ppm Nilai warna air tertinggi sebelum dilakukan jar test mencapai 1167 PtCo dengan nilai terendah 94 PtCo. Dengan dosis 55 ppm yang diberikan selama tahun 2008 nilai standar warna sebesar 20 PtCo selalu tercapai. Perbandingan antara turbiditas dan warna sebelum dilakukan jar test ditampilkan pada Gambar

5 Gambar 12. Turbiditas vs warna sebelum jar test tahun 2008 dosis 55 ppm Nilai warna setelah diberikan koagulan selalu mencapai nilai 20 PtCo. Gambar 13 menampilkan grafik ketika nilai 20 PtCo tercapai. Perbandingan dilakukan dengan turbiditas. Walau terjadi keragaman dalam pemberian dosis koagulan namun nilai akir yang diperoleh selalu sama yaitu 20 PtCo sehingga grafik untuk menggambarkan penurunan warna selalu sama bentuknya seperti Gambar 13 yakni berupa garis lurus dengan nilai dari sumbu- y nya yang tetap yakni 20 PtCo. Gambar 13. Turbiditas vs warna sesudah jar test tahun 2008 dosis 55 ppm b. Tahun 2009 Rentang nilai dosis koagulan aluminium sulfat bubuk yang diberikan selama tahun 2009 adalah ppm. Hasil dari parameter terbaik yang diperoleh pada tahun 2009 adalah ketika dosis koagulan yang diberikan sebesar 60 ppm. Nilai turbiditas tertinggi sebelum dilakukan pemberian koagulan mencapai 278 NTU dan nilai ph tertingginya sebesar 7,7 seperti terlihat pada Gambar 15. Penurunan nilai turbiditas setelah dilakukan jar test mencapai nilai 4 NTU dengan ph tertinggi 6,79. Nilai ph yang diperoleh secara garis besar cenderung mendekati 7. 30

6 Gambar 14. Turbiditas vs ph sebelum jar test tahun 2009 dosis 60 ppm Nilai ph yang diperoleh cukup baik karena cenderung berada diatas 6 dengan nilai ph terendah yang diperoleh sebesar 5,9. Gambar 14 menampilkan perbandingan kualitas air setelah dilakukan jar test dengan membandingkan ph dan turbiditas. Gambar 15. Turbiditas vs ph sesudah jar test tahun 2009 dosis 60 ppm Nilai tertinggi parameter warna sebelum diberikan koagulan mencapai 1480 PtCo dan nilai terendah 87 PtCo seperti yang terlihat pada Gambar 16. Nilai 20 PtCo berhasil dicapai dengan pemberian dosis koagulan alumunium sulfat bubuk sebesar 60 ppm. 31

7 Gambar 16. Turbiditas vs Warna sebelum jar test tahun 2009 dosis 60 ppm c. Tahun 2010 Rentang nilai dosis koagulan aluminium sulfat bubuk yang diberikan selama tahun 2010 adalah ppm. Hasil dari parameter air terbaik yang diperoleh pada tahun 2010 adalah ketika dosis koagulan yang diberikan sebesar 55 ppm. Nilai turbiditas tertinggi sebelum dilakukan pemberian koagulan mencapai 284NTU dan nilai ph tertingginya sebesar 7,39 seperti terlihat pada Gambar 17. Penurunan nilai turbiditas terendah setelah dilakukan jar test mencapai nilai 1,75 NTU dengan ph tertinggi 6,43. Nilai ph yang diperoleh secara garis besar cenderung mendekati 6,5. Gambar 17. Turbiditas vs ph sebelum jar test tahun 2010 dosis 55 ppm 32

8 Gambar 18. Turbiditas vs ph sesudah jar test tahun 2010 dosis 55 ppm Nilai tertinggi parameter warna sebelum diberikan koagulan mencapai 1530 PtCo dan nilai terendah sebesar 112 PtCo seperti yang terlihat pada Gambar 19. Dengan pemberian dosis koagulan aluminium sulfat bubuk sebesar 55 ppm nilai 20 PtCo selalu berhasil dicapai. Gambar 19. Turbiditas vs warna sebelum jar test tahun 2010 dosis 55 ppm Dari Gambar 12 dan 19 yang menampilkan perbadingan antara nilai turbiditas dengan warna terlihat semakin meningkatnya nilai turbiditas maka nilai warna juga meningkat, menandakan bahwa nilai turbiditas dan niai warna saling mempengaruhi. Hal ini mungkin saja terjadi karena nilai warna di suatu perairan dipengaruhi oleh nilai turbiditas dan kandungan zat organik yang terdapat didalamnya. Hasil perbandingan parameter air dari tahun 2008, 2009 dan 2010 terlihat parameter air terbaik yang diperoleh ketika koagulan aluminium sulfat bubuk yang diberikan sebesar 55 dan 60 ppm. Tahun 2008 dengan dosis sebesar 55 ppm dapat diperoleh nilai turbiditas yang baik (cukup rendah) sebesar 4 NTU dengan ph yang cenderung mendekati 7, pada tahun 2009 dengan dosis sebesar 60 ppm dapat diperoleh nilai turbiditas yang cukup rendah yakni 4 NTU dan ph cenderung berada di atas nilai 6 dan mendekati angka 7. Untuk tahun 2010 dengan dosis 55 ppm dapat diperoleh turbiditas dengan nilai terendah sebesar 1,75 dan ph yang cenderung berada di atas 5,5 dan mendekati angka 6,5. Untuk parameter warna kedua dosis baik 55 maupun 60 ppm tetap mampu mencapai angka 20 PtCo. 33

9 Dapat ditarik kesimpulan bahwa dosis yang optimum diberikan adalah sebesar 60 ppm, karena selain nilai ph yang diperoleh lebih cenderung mendekati angka 7 juga nilai turbiditas yang diperoleh cukup rendah, sebesar 4 NTU. Pemberian dosis 55 ppm cukup memberikan penurunan yang signifikan terhadap parameter turbiditas, namun bila melihat ph yang diperoleh cukup rendah dibandingkan dengan pemberian dosis 60 ppm, maka dosis optimum koagulan aluminium sulfat bubuk yang tepat adalah sebesar 60 ppm. Dengan mengacu pada data hasil jar test pada tahun 2009 dengan dosis koagulan aluminium sulfat bubuk yang diberikan sebesar 60 ppm maka dapat diperoleh nilai efisiensi ph dan turbiditas dari pemberian dosis 60 ppm tersebut dengan menggunakan persamaan (6). Untuk ph diperoleh efisiensi sebesar 11,82% dan efisiensi turbiditas sebesar 99,32%. Dengan diperolehnya nilai efisiensi untuk turbiditas yang hampir mendekati 100% ini dapat disimpulkan bahwa dosis 60 ppm pemberian koagulan aluminium sulfat bubuk sangat efisien untuk penurunan nilai turbiditas air Penentuan Dosis Aluminium Sulfat Cair Langkah langkah yang dilakukan untuk menentukan dosis yang optimum pada penggunaan koagulan aluminium sulfat cair sama dengan langkah langkah yang dilakukan untuk menentukan dosis optimum aluminium sulfat bubuk. Data hasil jar test yang digunakan adalah data sejak alumunium sulfat cair mulai digunakan sebagai koagulan yakni sejak bulan Juli tahun 2011 hingga April Dilihat dari konsentrasi aluminium sulfat cair sebesar 17% maka dosis yang diberikan pada proses koagulasi dua kali lebih besar dibandingkan dosis yang diberikan untuk penggunaan aluminium sulfat bubuk (konsentrasi 8%). Aluminium sulfat cair belum sepenuhnya digunakan sebagai koagulan pada proses koagulasi. Gambar 20. Turbiditas vs ph sebelum jar test dosis100 ppm 34

10 Gambar 21. Turbiditas vs ph sesudah jar test dosis100 ppm Dari data hasil jar test yang diperoleh nilai dosis yang diberikan sebesar 100, 110, 115 dan 120 ppm. Dari keempat dosis tersebut, dosis 100 ppm yang memberikan nilai hasil yang cukup baik dengan nilai turbiditas yang yang rendah yakni 5,07 NTU dan nilai ph yang mendekati 6,5 seperti terlihat pada Gambar 22. Untuk parameter warna sebelum diberi koagulan aluminium sulfat cair parameter nilai tertinggi mencapai 472 PtCo. Setelah diberi koagulan sebesar 100 ppm, nilai standar 20 PtCo selalu tercapai. Pada pemberian koagulan aluminium sulfat cair dengan dosis 110, 115 dan 120 nilai 20 PtCo tetap tercapai. Maka dapat disimpulkan baik dengan menggunakan aluminium sulfat bubuk dan cair, nilai standar untuk parameter air sebesar 20 PtCo selalu tercapai. Untuk efisiensi dengan menggunakan persamaan (6) diperoleh nilai efisiensi turbiditas sebesar 85,8% dan untuk ph sebesar 19,8%. Gambar 22. Turbiditas vs warna sebelum jar test dosis100 ppm Pada Gambar 22 yang merupakan perbandingan antara turbiditas dan ph sesudah jar test, terlihat seiring meningkatnya nilai turbiditas maka nilai ph menurun. Hal ini dapat disebabkan oleh mekanisme Al 2 SO 4 didalam air. Aluminium sulfat atau tawas dengan rumus kimia Al 2 S0 4.11H 2 O atau 14 H 2 O atau 18 H 2 O umumnya yang digunakan adalah 18H 2 O. Semakin banyak ikatan molekul hidrat maka semakin banyak ion lawan yang nantinya akan ditangkap akan tetapi umumnya tidak stabil. Pada ph lebih besar dari 7 terbentuk Al (OH) 2+, Al (OH) 2 4+, Al 2 (OH) Pada ph >7 terbentuk Al (OH) -4. Flok-flok Al (OH) 3 mengendap berwarna putih. 35

11 Gugus utama dalam proses koagulasi adalah senyawa aluminat yang optimum pada ph netral. Apabila ph tinggi atau boleh dikatakan kekurangan dosis maka air akan nampak seperti air baku karena gugus aluminat tidak terbentuk secara sempurna. Akan tetapi apabila ph rendah atau kelebihan dosis maka air akan tampak keputih putihan karena terlalu banyak konsentrasi alum yang cenderung berwarna putih. Dalam cartesian terbentuk hubungan parabola terbuka, sehingga memerlukan dosis yang tepat dalam proses penjernihan air. Reaksi aluminium dalam larutan dapat dituliskan.: Al 2 S H 2 O Al ( OH ) H + + SO 4 2- Reaksi ini menyebabkan pembebasan ion H + dengan kadar yang tinggi ditambah oleh adanya ion aluminium. Ion Aluminium bersifat amfoter sehingga bergantung pada suasana lingkungan yang mempengaruhinya. Karena suasananya asam maka alumunium akan juga bersifat asam sehingga ph larutan menjadi turun. Warna dan kekeruhan pada air dapat berkurang apabila suasana dalam air bersifat asam. Karena telah terjadi penurunan ph diakibatkan dari reaksi alumunium sulfat dengan air yang terjadi maka suasana air menjadi lebih asam dari sebelumnya, dan penurunan warna pun dapat terjadi Hubungan Dosis Koagulan dengan Kadar Alkalinitas di dalam Air Alkalinitas adalah kapasitas air untuk menetralkan tambahan asam tanpa menurunkan ph larutan. Alkalinitas terdiri dari ion ion bikarbonat (HCO 3 - ), karbonat (CO 3- ) dan hidroksida (OH - ) yang merupakan penyangga (buffer) terhadap pengaruh keasaman. Apabila aluminium sulfat (Al 2 (SO 4 ) 3.14 H 2 O) ditambahkan kedalam air yang mengandung alkalinitas, reaksi yang akan terjadi adalah sebagai berikut : Al 2 (SO 4 ) 3.14 H 2 O + 6 HCO 3 2 Al (OH 3 ). 3H 2 O(s) + 6CO H 2 O + 3SO 4 2- Masing masing mol aluminium yang ditambahkan menggunakan enam buah mol alkalinitas dan menghasilkan enam molekul karbon dioksida. Reaksi ini menyebabkan pergeseran kesetimbangan karbon dan menurunkan ph. Dosis optimum untuk penggunaan aluminium sulfat bubuk adalah sebesar 60 ppm, diperoleh nilai alkalinitas sebesar 37,2 mg / L. Dengan menggunakan persamaan (7) langkah langkah perhitungannya sebagai berikut : 1. Diketahui bahwa 6 buah mol HCO 3 digunakan untuk masing masing mol alum yang ditambahkan 2. Nilai mol / L alum yang digunakan : = = 1,01 x 10-4 mol/ L 3. mol/ L HCO 3 - yang digunakan 6(1,01 x 10-4 mol/ L) = 6,06 x 10-4 mol/ L 4. ke Mg/ L = (6,06 x 10-4 mol/ L) (BM HCO 3 - ) = (6,06 x 10-4 mol/ L) (61 gr/ mol) = 37,2 mg / L HCO 3-36

12 Perhitungan alkalinitas juga dilakukan dengan langkah yang sama seperti pada perhitungan alkalinitas untuk penggunaan aluminium sulfat bubuk. Dosis optimum aluminium sulfat cair adalah sebesar 100 ppm maka perhitungan alkalinitasnya : 1. Diketahui bahwa 6 buah mol HCO 3 - digunakan untuk masing masing mol aluminium yang ditambahkan 2. Nilai mol / L aluminium yang digunakan : = = 1,68 x 10-4 mol/ L 3. mol/ L HCO 3 - yang digunakan 6 (1,68 x 10-4 mol/ L) = 1,01 x 10-3 mol/ L 4. Konversi ke Mg/ L = (1,01 x 10-3 mol/ L) (BM HCO 3 - ) = (1,01 x 10-3 mol/ L) (61 gr/ mol) = 61,6 mg / L HCO 3 Dari perhitungan diperoleh baik pada penggunaan aluminium sulfat cair dan aluminum sulfat bubuk nilai alkalinitas yang diperoleh lebih besar dari 20 ppm hal ini menunjukkan bahwa perairan tersebut relatif stabil terhadap perubahan asam atau basa sehingga kapasitas buffer basa lebih stabil Probabilitas 90% Dosis Aluminium Sulfat Bubuk dengan Kualitas Air Kualitas air yang dibandingkan dengan dosis aluminium bubuk yakni warna (PtCo), turbiditas (NTU) dan zat organik (Mg/l) dari tahun Grafik probabilitas menggambarkan trend baik dari penggunaan dosis aluminium sulfat bubuk yang diberikan dan parameter air yang dituju. Dengan menggunakan Forecast yang terdapat pada Crystal Ball maka dapat terlihat gambaran besarnya kemungkinan suatu nilai muncul pada suatu waktu tertentu. Probabilitas 90% ini menampilkan trend munculnya nilai tersebut (besarnya dosis, nilai zat organik, nilai turbiditas dan warna) selama rentang waktu 10 tahun. Gambar 23. Grafik probabilitas 90% dosis aluminium sulfat bubuk vs warna Terlihat bahwa grafik warna pada Gambar 23 yang cenderung stabil berada dikisaran nilai dua puluh yang merupakan standar nilai warna PT. KTI. Walaupun terjadi peningkatan ataupun penurunan dosis aluminium sulfat yang diberikan namun standar nilai warna yang dituju tetap dapat diperoleh. Nilai 20 ini selalu diperoleh dengan pemberian dosis berapapun di rentang waktu sepuluh tahun tersebut. Dapat dikatakan bahwa aluminium sulfat bubuk sensitif terhadap 37

13 parameter warna, sehingga apabila nilai parameter warna pada air baku tinggi, aluminium sulfat bubuk adalah koagulan yang tepat digunakan pada proses koagulasi. Gambar 24. Grafik probabilitas 90% dosis aluminium sulfat bubuk vs turbiditas Gambar 24 menampilkan grafik probabilitas 90% pemberian dosis dan nilai parameter turbiditas. Pemberian dosis koagulan aluminium sulfat bubuk mengalami fluktuasi menyebabkan kestabilan nilai turbiditas yang diperoleh. Dapat dikatakan aluminium sulfat bubuk sensitif terhadap parameter turbiditas, maka apabila nilai turbiditas air baku tinggi koagulan aluminium sulfat bubuk tepat untuk digunakan. Gambar 25. Grafik probabilitas 90% dosis aluminium sulfat bubuk vs zat organik Gambaran probabilitas pemberiaan dosis dan parameter kandungan zat organik ditampilkan pada Gambar 25. Baik dosis maupun kandungan zat organik mengalami fluktuasi setiap bulannya selama sepuluh tahun. Pada beberapa keadaan seperti pada bulan Mei, Juni dan November peningkatan dosis yang diberikan tidak menurunkan kandungan zat organik yang diperoleh. Pemberian dosis aluminium sulfat bubuk yang fluktuatif ini sangat bergantung pada keadaan dari kualitas air baku yang akan diolah. Pada bulan November terlihat peningkatan yang signifikan dari nilai peberian dosis. Hal ini disebabkan pada bulan November disetiap tahunnya merupakan bulan dengan curah hujan yang cukup tinggi sehingga mempengaruhi kualitas dari air baku. Dari Gambar 23 dan Gambar 24 terlihat bahwa nilai dari parameter warna dan turbiditas 38

14 tetap stabil dan sesuai dengan standar nilai air bersih PT. KTI meskipun pada bulan November parameter kualitas air baku dan dosis koagulan yang diberikan meningkat. Hal lain terlihat pada Gambar 25 yang menampilkan peningkatan nilai dosis koagulan juga diiringi peningkatan nilai kandungan zat organik. Maka dapat dikatakan bahwa aluminium sulfat bubuk sensitif terhadap parameter warna dan turbiditas sehingga apabila kedua parameter tersebut pada air baku yang akan diolah tinggi, dengan menggunakan aluminium sulfat bubuk nilai standar nilai air bersih untuk keduanya dapat dicapai Sensitivitas Koagulan Dengan Parameter Air Penggunaan aluminium sulfat cair yang dosisnya dua kali lipat dari dosis aluminium sulfat bubuk yang diberikan. Hal ini diperoleh dari perbedaan konsentrasi aluminium sulfat tersebut, dimana aluminium sulfat cair dengan konsentrasi 8% dan alumunium sulfat bubuk dengan konsentrasi 17%. Berdasarkan bahan baku yang digunakan sejak masa beroperasinya, alumina kering hanya digunakan pada bulan desember tahun Parameter yang dibandingkan dengan dosis adalah warna dan turbiditas. Besarnya pengaruh masing masing koagulan terhadap parameter dapat dilihat pada tabel sensitivitas berikut : Tabel 3.Sensitivitas koagulan aluminium sulfat bubuk Keterangan Sensitivitas Minimal Maksimum Mean Standar Deviasi Warna 2011 Warna 2012 Turbiditas 2011 Turbiditas ,50 25, ,87 100,3-33,68 19, ,32 319,07-0,6-1,21 441,98 37,167 30,85-8,32 18,68 276,86 140,51 66,96 Tabel 4.Sensitivitas koagulan aluminium sulfat cair Keterangan Sensitivitas Minimal Maksimum Mean Standar Deviasi Warna 2011 Warna 2012 Turbiditas 2011 Turbiditas , ,35 114,21 11, ,28 390,32 0,096 11,06 186,60 36,21 30,99 2,34 20,70 376,91 171,04 71,345 Nilai sensitivitas diperoleh dengan membagi nilai delta parameter dengan dosis yang diberikan. Nilai delta itu sendiri adalah selisih antara nilai parameter air baku dan nilai parameter 39

15 setelah diberikan koagulan. Dari tabel terlihat bahwa sensitivitas baik untuk warna dan turbiditas pada penggunaan aluminium sulfat bubuk bernilai negatif, hal ini menandakan bahwa walaupun kualitas air meningkat (dimana nilai penurunan parameter air baku dan air hasil jar test mengalami penurun yang cukup besar) apabila jumlah dosis ditambahkan, namun nilainya tidak sebesar saat pemberian dosis yang lebih rendah. Dapat dikatakan bahwa dengan dosis yang lebih rendah diperoleh nilai delta (selisih penurunan nilai kualitas) yang lebih besar. Dan untuk sensitivitas yang bernilai postif hal ini menandakan bahwa dengan semakin tingginya dosis yang diberikan maka semakin besar nilai delta (selisih penurunan nilai kualitas air) yang diperoleh. 4.3 Perhitungan Biaya dan Harga Pokok Produksi Aluminium Sulfat Cair Tabel 5.Perhitungan biaya produksi aluminium sulfat menggunakan alumina basah Uraian Satuan Jumlah Harga (Rp) Biaya (Rp) Alumina Basah Kg Asam Sulfat Kg Biaya Listrik Kwh/batch Biaya Penyusutan Biaya Tenaga kerja Rp ,12 Rp ,57 Biaya Perawatan Rp ,67 Total Rp ,36 Tabel 5.Perhitungan biaya produksi aluminium sulfat menggunakan alumina kering Uraian Satuan Jumlah Harga (Rp) Biaya (Rp) Alumina Kering Kg Asam Sulfat Kg Biaya Listrik Kwh/batch Biaya Penyusutan Rp ,12 Biaya Tenaga kerja Rp ,57 Biaya Perawatan Rp ,67 Total Rp ,36 Dari Tabel 4 dan Tabel 5 diperoleh biaya produksi untuk aluminium sulfat cair dengan menggunakan alumina basah sebesar Rp ,36 per produksi dan Rp ,36 per produksi dengan menggunakan alumina kering. Dengan jumlah produksi sebesar kg per 40

16 produksi maka diperoleh nilai untuk harga pokok produksi sebesar Rp 1.131,17/ kg untuk aluminium sulfat dengan alumina basah dan Rp 1.538,46 / kg untuk aluminium sulfat cair dengan alumina kering. Dari perhitungan ini terlihat bahwa harga aluminium sulfat cair sebagai koagulan baik dengan menggunakan alumina kering atau basah lebih murah dibandingkan dengan harga aluminium sulfat bubuk yang harganya Rp / kg. Namun perlu dilakukan perhitungan berdasarkan keadaan yang sebenarnya dilapangan, maka perhitungan harga pokok produksi ini baik dengan alumina kering dan alumina basah harus disesuaikan dengan hari produksi pabrik aluminium cair dalam memproduksi aluminium sulfat cair setiap bulannya agar lebih terlihat nilai sebenarnya dari harga pokok aluminium sulfat cair tersebut. Bulan Tabel 6. Harga Pokok Produksi Aluminium Sulfat Cair Jumlah Hari Produksi Harga Pokok Produksi (Hari ) (Rp/kg) Juli ,94 Agustus Sepetember ,97 Oktober ,33 November ,77 Desember ,39 Januari ,44 Februari ,04 April ,71 Gambar 26. Grafik harga pokok produksi aluminium sulfat cair Dari Gambar 26 terlihat penurunan harga pokok produksi aluminium sulfat cair seiring dengan meningkatnya hari produksi aluminium sulfat cair itu sendiri. Namun terlihat pada bulan April 2012 terjadi peningkatan harga dibandingkan bulan Februari 2012 meskipun jumlah hari produksinya meningkat, hal ini disebabkan oleh pengaruh yang cukup besar dari jumlah aluminium sulfat cair yang digunakan. Jumlah konsum aluminium cair disini digunakan sebagai faktor pembagi dari biaya produksi setiap bulannya sehingga dapat diperoleh harga pokok produksinya. 41

17 Tabel 7. Tabel Konsumsi Aluminium Sulfat Cair Bulan Konsumsi Aluminium Cair (Kg) Juli Agustsu Sepetember Oktober November Desember Januari Februari April Apabila jumlah hari produksi meningkat maka biaya produksi pun akan meningkat namun hal lain yang mempengaruhi nilai akhir dari harga pokok produksi itu sendiri adalah jumlah aluminium cair yang digunakan. Terlihat bahwa apabila hari produksi setiap bulannya lebih dari 17 hari maka dapat menyebabkan kenaikan harga pokok produksi aluminium sulfat sebab biaya produksinya akan jauh meningkat dan harga pokok tersebut dapat turun lebih murah apabila konsum aluminium yang digunakan juga sangat besar. Sebab nilai dari konsum aluminium yang berfungsi sebagai pembagi. Jumlah hari produksi apabila dilihat dari harga pokok produksi yang diperoleh setiap bulannya yang tepat adalah apabila diatas 10 hari sehingga harga yang diperoleh tidak jauh berbeda dengan harga yang diperoleh dari perhitungan harga pokok produksi senilai Rp 1.100,31 / kg. Penggunaan alumina basah ataupun alumina kering sebagai bahan baku belum dapat dianalisis lebih lanjut karena penggunaan alumina kering sebagai bahan baku hanya di bulan Desember tahun 2011 saja selama sembilan bulan pabrik aluminium sulfat beroperasi. Dan pada bulan tersebut harga pokok produksi yang diperoleh lebih rendah dari perhitungan harga pokok produksi sebelumnya. Harga pokok produksi alum sulfat cair pada bulan Maret tidak dapat diperoleh disebabkan keadaan dilapangan dimana pada bulan tersebut tidak dilakukan produksi aluminium sulfat sehingga selama sebulan penuh koagulan yang digunakan adalah aluminium sulfat bubuk. Agar biaya produksi dapat semakin spesifik maka perlu dilakukan perhitungan biaya produksi aluminium sulfat cair untuk per m 3 air produksi. Dengan menggunakan asumsi produksi air sebesar m 3 maka diperoleh perhitungan sebagai berikut 42

18 Tabel 8. Biaya Produksi Per m3 Air Keterangan Satuan Alumina Basah Alumina Kering Aluminium Sulfat Bubuk Harga Pokok Produksi Rp/ kg 1.131, , Koefisien 2,125 2,125 1 Rasio Pemakaian 1,008 1,016 1 PPM Pemakaian ppm Produksi Air m Pemakaian Aluminium Perbandingan Dengan Alum Bubuk Ton 10,710 10,795 5 Ton 5,04 5,3 5 Biaya Produksi Rp Biaya produksi per Rp m Sensitivitas Biaya Sensitivitas Harga Pokok Produksi Alumina Basah Gambar 27. Diagram sensitivitas harga pokok produksi alumina basah 43

19 Gambar 28. Tornado Chart HPP alumina basah Dengan menggunakan Crystal Ball dilakukan uji untuk mengetahui sensitivitas dari harga pokok produksi aluminium sulfat cair baik dengan menggunakan alumina basah dan alumina kering.dengan memasukkan variabel asumsi pada distribusi Triangular dan Normal. Pada Gambar 28 terlihat Tornado Chart yang menunjukkan besarnya nilai dari variabel yang mempengaruhi perubahan nilai harga pokok produksi alum sulfat cair dengan bahan baku alumina basah. Variabel yang memiliki nilai sensitivitas tertinggi adalah asam sulfat sebesar 51%, alumina basah sebesar 15,5 %, tenaga kerja 10%, listrik 1,5 %, perawatan 0,7%, jumlah produksi -2,9 dan penyusutan -6,6% seperti yang terlihat pada Gambar 27. Perubahan harga pokok produksi aluminium sulfat cair dengan bahan baku alumina basah sangat dipengaruhi atau paling sensitiv terhadap harga asam sulfat. Kenaikan HPP asam sulfat dengan alumina basah paling maksimum yang dapat diterima adalah hingga menjadi Rp /kg. Apabila harga asam sulfat meningkat menjadi Rp atau sebesar 23,7% maka HPP asam sulfat dengan menggunakan alumina basah menjadi Rp begitu juga dengan variabel alumina basah apabila terjadi kenaikan harga menjadi Rp atau sebesar 3,7% maka HPP asam sulfat dengan alumina basah menjadi Rp 1.200/ kg begitu juga terhadap variabel lainnya. Kenaikan HPP pada saat itu ditentukan oleh perubahan dari satu variabel produksi saja, bukan dari keseluruhan variabel secara bersamaan. Biaya penyusutan dan biaya tenaga kerja jika dilihat pada Tornado Chart berada pada bagian bawah (urutan keenam dan ketujuh) grafik hal ini cukup menjelaskan bahwa pengaruh dari perubahan harga yang mungkin terjadi pada varibael variabel tersebut tidak memberikan dampak yang begitu signifikan terhadap perubahan HPP dan nilai dari ketiga variabel tersebut cenderung tetap (biaya tetap) atau biasa disebut dengan keadaan non- monotomik. Biaya perawatan berada pada urutan keempat cukup memberikan dampak terhadap HPP karena biaya perawatan mempengaruhi dari biaya overhead pabrik, dan biaya perawatan dapat berubah- ubah setiap waktunya tergantung pada keadaan pabrik apabila pabrik mengalami 44

20 kerusakan alat atau sebagainya. Biaya listrik berada pada urutan ketiga hal ini dapat dilihat dari pengaruh kemungkina perubahan harga satuan listrik sehingga dapat menyebabkan perubahan pula pada biaya listrik yang harus dikelurakan. Pada saat pelaksanaan penggunaan alumina basah sebagai bahan baku dalam memproduksi aluminium sulfat variabel yang perlu mendapat perhatian khusus adalah asam sulfat dan harga dari alumina basah itu sendiri. Karena kedua variabel ini yang menunjukkan nilai sensitivitas yang cukup tinggi Sensitivitas Harga Pokok Produksi Alumina Kering Dengan cara yang sama dilakukan juga uji sensitivitas HPP aluminium sulfat basah dengan menggunakan bahan baku berupa alumina kering. Gambar 29. Tornado Chart HPP alumina kering Gambar 30. Diagram sensitivitas harga pokok produksi alumina kering Dari gambar 30 terlihat bahwa urutan variabel yang diperoleh hampir sama dengan tornado chart yang diperoleh untuk uji HPP alumina basah. Perbedaan yang terlihat berada pada 45

21 urutan variabel pertama yaitu alumina kering dan asam sulfat berada di urutan kedua. Alumina kering dengan nilai sensitivitas sebesar 35,7 %, asam Sulfat 33,7 %, Perawatan 16,4 %, Listrik 1,3%, biaya penyusutan 0 %, biaya tenaga kerja -0,4%, dan jumlah produksi sebesar -8,3%. Apabila harga alumina kering meningkat menjadi Rp atau sebesar 4,3% dan juga harga asam sulfat meningkat menjadi Rp atau sebesar 23,7 % maka dapat menyebabkan peningkatan HPP asam sulfat dengan alumina kering menjadi Rp dari HPP awal sebesar Rp 1.538,46 / kg atau sebesar 7,23%. Sama dengan HPP asam sulfat dengan alumina basah biaya penyusutan dan biaya tenaga kerja jika dilihat pada Tornado Chart berada pada bagian bawah (urutan keenam dan ketujuh) grafik hal ini cukup menjelaskan bahwa pengaruh dari perubahan harga yang mungkin terjadi pada varibael variabel tersebut tidak memberikan dampak yang begitu signifikan terhadap perubahan HPP dan nilai dari ketiga variabel tersebut cenderung tetap (biaya tetap) atau biasa disebut dengan keadaan nonmonotomik. Biaya perawatan berada pada urutan keempat cukup memberikan dampak terhadap HPP karena biaya perawatan mempengaruhi dari biaya overhead pabrik, dan biaya perawatan dapat berubah- ubah setiap waktunya tergantung pada keadaan pabrik apabila pabrik mengalami kerusakan alat atau sebagainya. Biaya listrik berada pada urutan ketiga hal ini dapat dilihat dari pengaruh kemungkina perubahan harga satuan listrik sehingga dapat menyebabkan perubahan pula pada biaya listrik yang harus dikelurkan. Jumlah dari produksi aluminium sulfat itu sendiri juga member pengaruh terhadap HPP aluminium sulfat cair baik alum sulfat cair dengan alumina basah ataupun alumina kering. Hal itu dapat dilihat dari semakin meningkatnya jumlah produksi akan semakin menurunkan nilai HPP aluminium sulfat. Dari kedua uji yang telah dilakukan pada saat memproduksi alum sulfat baik dengan bahan baku alumina basah ataupun kering hal yang harus diperhatikan adalah harga dari asam sulfat, dari kedua tornado chart yang diperoleh asam sulfat menempati urutan teratas, sehingga selain dari harga alumina itu sediri harga asam sulfat memberikan pengaruh yang besar terhadap perubahan HPP yang mungkin terjadi. Dapat dikatakan bahwa harga dari bahan baku sangat mempengaruhi dari harga pokok produksi yang diperoleh. Dalam industri pembelian bahan baku turut menunjang keberhasilan produksi. Berdasarkan itu, dapat dijelaskan bahwa perusahaan tidak akan berhasil memproduksi barang berkualitas baik apabila bahan baku yang digunakannya berkualitas buruk, meskipun dalam proses produksi telah didukung oleh mesin yang berteknologi modern serta metode dan sumber daya manusia yang baik (Djatmiko, 2012). Secara kualitas, berdasarkan uji kualitas parameter air yang telah dilakukan, bahan baku yang digunakan dalam memproduksi aluminium sulfat cair sudah cukup memadai, karena kualitas air yang diolah sudah memenuhi kriteria perusahaan. Dan secara harga selama 9 bulan sejak beroperasinya pabrik aluminium sulfat bubuk biaya produksi untuk aluminium sulfat bubuk lebih rendah dibandingkan dengan biaya produksi aluminium sulfat cair. 46